DE4242666A1 - Flüssigkeitsreibungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine solche Kupplung wurde bei­ spielsweise durch die DE-C-30 29 992 bekannt.

Diese bekannten Flüssigkeitsreibungskupplungen bestehen in der Regel aus einem Antriebsglied, welches eine Nabe und einen Antriebsflansch sowie eine Antriebsscheibe aufweist, die in einem Arbeitsraum eines Kupplungsgehäuses rotiert, wobei das Kupplungsgehäuse das Abtriebs­ glied bildet und mittels eines oder mehrerer Kugellager auf der Nabe des Antriebsgliedes abgestützt ist. Zwischen der Antriebsscheibe und den gegenüberliegenden Arbeitsflächen des Kupplungsgehäuses befindet sich je ein Spalt, der einen Arbeitsraum bildet und mit einem visko­ sen Medium (Silikonöl) gefüllt bzw. entleert wird. Neben dem Ar­ beitsraum, in welchem das Drehmoment aufgrund von Flüssigkeitsrei­ bung übertragen wird, ist in der Regel noch ein Vorratsraum im Kupp­ lungsgehäuse vorgesehen, der über eine Ventilöffnung und über eine Rücklaufbohrung mit dem Arbeitsraum in Verbindung steht, so daß eine Zirkulation des viskosen Mediums möglich ist, die beispielsweise über einen außentemperaturgesteuerten Ventilhebel steuerbar ist. Die Arbeitsflächen einer solchen Flüssigkeitsreibungskupplung können glatt und plan sein - wie in der DE-C-30 29 992 - oder auch mit Nu­ ten und Stegen versehen, wie beispielsweise in der EP-B-0 016 039.

Ein technisches Problem, welches diesen Flüssigkeitsreibungskupplun­ gen anhaftet, ist die Wärmeabfuhr, damit die Kupplung, insbesondere das Silikonöl, nicht überhitzt wird. Die Wärme entsteht durch den Schlupf zwischen Antriebs- und Abtriebsglied, d. h. in den Arbeits­ spalten, die mehr oder weniger mit Silikonöl gefüllt sind. Aufgrund der vorherrschenden Konstruktionen kann die Wärme dabei entweder über die Außenfläche des Kupplungsgehäuses mittels Kühlrippen an die Umgebungsluft oder über die Antriebsscheibe, die Antriebsnabe und den Antriebsflansch nach außen abgeleitet werden, wobei die Wärme­ leitung auf dem Wege über die Antriebsnabe offensichtlich sehr un­ günstig ist. Hier besteht also die Gefahr eines gewissen Wärmestaus, d. h. die Antriebsscheibe wird nicht hinreichend gekühlt.

Abhilfe hiergegen sollte beispielsweise eine flüssigkeitsgekühlte Antriebsscheibe bringen, wie sie durch die DE-C-37 28 330 bekannt wurde. Bei dieser Lösung ist die Antriebsscheibe als Hohlscheibe ausgebildet, die von Kühlwasser durchströmt wird. Diese Lösung ist jedoch konstruktiv sehr aufwendig und daher für ein Massenprodukt wie diese Flüssigkeitsreibungskupplungen, die für die Kühlung von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, zu teuer.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Flüssigkeitsreibungskupp­ lung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der insbesondere die Wärmeabfuhr aus dem Arbeitsraum verbessert wird, und zwar mit einfachen konstruktiven Mitteln. Darüber hinaus ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die axiale Baulänge einer derartigen Flüs­ sigkeitsreibungskupplung zu verkürzen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gemäß dessen Kennzeichen gelöst. Danach wird eine im Aufbau sehr einfache Flüssigkeitsreibungskupplung geschaffen, die im Prinzip nur noch aus zwei Gehäusehälften besteht, die über ein Kugellager miteinander verbunden sind und zwischen sich den Arbeitsraum zur Übertragung des Drehmomentes einschließen. Eine Antriebsscheibe, wie sie durch den Stand der Technik bekannt ist, fehlt bei dieser Lösung - die damit verbundenen Vorteile liegen auf der Hand: Weniger Teile, weniger Be­ arbeitung, weniger Montage, d. h. geringere Kosten. Darüber hinaus wird die axiale Baulänge infolge Fortfalls der Antriebsscheibe ver­ kürzt, was sich auch weiterhin daraus ergibt, daß die axiale Bau­ länge des herkömmlichen Kugellagers weitestgehend entfällt, da die­ ses nunmehr zwischen den beiden Kupplungshälften angeordnet ist. Schließlich wird vor allem die Wärmeabfuhr aus dem Arbeitsraum ver­ bessert, weil nunmehr die gesamte Wärme gleichmäßig nach beiden Sei­ ten abgeleitet und an der berippten Außenfläche abgeführt werden kann - im Inneren der Arbeitskammer kann also kein Wärmestau mehr entstehen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteran­ sprüchen hervor. Danach können die Arbeitsflächen entweder plan oder mit koaxialen Stegen oder Nuten versehen sein, wodurch im letzteren Falle ein höheres Drehmoment übertragen werden kann - insofern bie­ tet sich diese Lösung für den erfindungsgemäßen zweiteiligen Kupp­ lungstyp an. Die Antriebsseite der Kupplung kann entweder mittels eines Befestigungsflansches mit einer Keilriemenscheibe verbunden oder auch direkt an die Kurbelwelle angeflanscht werden. Entspre­ chend ist auf der Abtriebsseite der Kupplung ein Flansch für die Be­ festigung eines Lüfters vorgesehen, der für die Kühlung der Brenn­ kraftmaschine eines Kraftfahrzeuges vorgesehen ist. Schließlich kann das Lager zwischen beiden Kupplungshälften als sogenanntes Dünn­ ringlager ausgebildet werden, wodurch vor allem der Außendurchmesser der Kupplung herabgesetzt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Flüssigkeitsreibungskupplung im zusammengebauten Zustand,

Fig. 2a die abtreibende Gehäusehälfte als Einzelteil und

Fig. 2b die antreibende Gehäusehälfte als Einzelteil.

Die erfindungsgemäße Flüssigkeitsreibungskupplung besteht gemäß Fig. 1 aus zwei Gehäusehälften 1 und 2, die ineinandergesetzt sind und durch ein Kugellager 8 positioniert werden, d. h. sowohl in radi­ aler wie in axialer Richtung: Die Gehäusehälfte 1 läuft also in der Gehäusehälfte 2 um. Beide drehbeweglich gegeneinander gelagerten Ge­ häusehälften 1 und 2 bilden einen Arbeitsraum 5, der durch eine Trennwand 6 von einem Vorratsraum 7 in der Gehäusehälfte 2 abge­ trennt ist. Der Arbeitsraum 5 und der Vorratsraum 7 sind einerseits durch eine Ventilöffnung 13 und andererseits durch einen Rücklaufka­ nal 15 miteinander verbunden, wobei der Zufluß von viskosem Medium (Silikonöl) aus der Vorratskammer 7 in die Arbeitskammer 5 über einen Ventilhebel 14 gesteuert wird, der seinerseits über einen Schaltstift 16 und ein außen angeordnetes Bimetall 17 beaufschlagt wird - man spricht in diesem Falle von einer temperaturgesteuerten Kupplung; die Steuerung der Kupplung bzw. der Zirkulation des visko­ sen Mediums kann jedoch konstruktiv auch anders gelöst worden und in Abhängigkeit von anderen Parametern, z. B. von der Kühlwassertempera­ tur erfolgen. Die angetriebene Gehäusehälfte 1 weist an ihrer Rück­ seite einen Befestigungsflansch 11 auf, mittels dessen die Kupplung mit einem geeigneten Antriebselement, z. B. einer Keilriemenscheibe (gestrichelt dargestellt) oder mit dem Kurbelwellenflansch der Brennkraftmaschine verbunden werden kann. Analog ist auf der Vorder­ seite der Gehäusehälfte 2 ein Befestigungsflansch 12 vorgesehen, an dem ein Lüfter (in der Zeichnung gestrichelt dargestellt) befestigt werden kann. Das Kugellager 8 ist vorzugsweise als sogenanntes Dünn­ ringlager ausgebildet, dessen Außen- und Innenring jeweils in einer entsprechenden Aufnahmebohrung der Kupplungshälfte 2 bzw. von einem entsprechenden Sitz der Kupplungshälfte 1 aufgenommen und durch Si­ cherungsringe 18, 19 axial gesichert sind. Nicht näher dargestellt in der Zeichnung sind entsprechende Dichtelemente, die dafür sorgen, daß das viskose Medium aus dem Arbeitsraum 5 nicht nach außen und Schmutz oder Feuchtigkeit nicht nach innen dringen. Schließlich wei­ sen die Kupplungshälften 1 und 2 an ihren Außenseiten Kühlrippen 9 und 10 auf, damit die im Arbeitsraum 5 entstehende Wärme über Wärme­ leitung nach außen und dort über Konvektion an die Umgebungsluft ab­ geführt werden kann.

In den Fig. 2a und 2b sind die Einzelteile der erfindungsgemäßen Kupplung mit denselben Bezugsziffern versehen und für sich darge­ stellt und somit besser erkennbar. Insbesondere sind die stirnseitig angeordneten Arbeitsflächen 3 und 4 der antreibenden Kupplungshälfte 1 und der abtreibenden Kupplungshälfte 2 erkennbar, die hier koaxial angeordnete Stege und Nuten aufweisen, wie sie an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind. Im Prinzip können diese Arbeitsflächen 3 und 4 auch eben ausgebildet sein, d. h. allerdings zu Lasten des übertragbaren Drehmomentes. Die beiden Gehäusehälften 1 und 2 werden über das Lager 8 gegeneinander zentriert, welches in einem entspre­ chenden Lagersitz von beiden Gehäusehälften aufgenommen wird, die jeweils eine Ringnut für die Aufnahme eines Sicherungsringes (dargestellt in Fig. 1) aufweisen.

Claims (7)

1. Flüssigkeitsreibungskupplung mit einem Antriebsglied (1) und einem Abtriebsglied (2), die mittels eines Lagers (8) drehbar gegeneinander abgestützt sind und zwischen sich mindestens einen Arbeitsspalt bzw. Arbeitsraum (5) bilden, der zwecks Drehmomentübertragung mit viskoser Flüssigkeit füllbar ist, wobei im Abtriebsglied (2) ein Vorratsraum (7) angeordnet und durch eine Trennwand (6) vom Arbeitsraum (5) abgeteilt ist und zwischen Arbeitsraum (5) und Vorratsraum (7) eine ventilgesteuerte Flüssigkeitszirkulation stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied als erste Gehäusehälfte (1) mit einer ersten Arbeitsfläche (3) und das Abtriebsglied als zweite Gehäusehälfte (2) mit einer zweiten Arbeitsfläche (4) ausgebildet sind, daß die Arbeitsflächen (3, 4) stirnsei­ tig angeordnet sind und zwischen sich den Arbeitsraum (5) bil­ den, und daß das Lager (8) zwischen beiden Gehäusehälften (1, 2) angeordnet ist und auch der axialen Fixierung der Gehäusehälften (1, 2) sowie der Einstellung des Arbeitsspaltes dient.

2. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Arbeitsflächen (3, 4) plan sind.

3. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Arbeitsflächen (3, 4) koaxiale Stege und Nu­ ten aufweisen.

4. Flüssigkeitsreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusehälften (1, 2) auf ih­ ren Außenseiten Kühlrippen (9, 10) aufweisen.

5. Flüssigkeitsreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die antreibende Gehäusehälfte (1) einen Befestigungsflansch (11) aufweist.

6. Flüssigkeitsreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die abtreibende Gehäusehälfte (2) einen Befestigungsflansch (12) für eine Lüfternabe aufweist.

7. Flüssigkeitsreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager als Dünnringlager (8) ausgebildet ist, welches zwischen dem Außenumfang der ersten Gehäusehälfte (1) und dem Innenumfang der zweiten Gehäuse­ hälfte (2) angeordnet und dessen Außen- und Innenring jeweils axial in den Gehäusehälften fixiert sind.